أقدروا الفيزيائيون تاريخ 5 ديسمبر 2022 كيوم تحقق فيه الاندماج النووي أول خطواته ومشى لأول مرة، هذا عندما قام National Ignition Facility بإنتاج المزيد من الطاقة مما استهلكته لتشغيل مفاعل الاندماج، وهذه المرة الأولى في أكثر من 50 عامًا. منذ ذلك الحين، حدث ذلك أربع مرات أخرى.
تعتبر العديد من خبراء الطاقة الاندماج النووي هدفًا للوصول إليه – طريقة لتوليد الكهرباء بشكل أنظف وأكثر توفرًا من الوقود الأحفوري دون تكوين نفايات نووية طويلة الأمد. في الوقت الحالي، شركات كبيرة مثل Microsoft وChevron وShell ترسل مليارات الدولارات في هذا المجال. في حين أن النجاح قريب، يحذر خبراء آخرون من خلق الكثير من التضخم.
يقول Tammy Ma، العالمة الرئيسية لمبادرة الطاقة الاندماجية في Lawrence Livermore National Laboratory: “على الرغم من أن هناك تحديات هائلة في مجال العلوم والهندسة التي لا يزال علينا التغلب عليها، فإن التقدم والانفجارات قد كانت ثابتة. ” تقول: “انتجنا المزيد من الطاقة مما أدخلنا، مما يعني أن البلازما قد عادت إلى نفسها وأنتجت المزيد من الطاقة. أعدنا اشتعال اليقظة أربع مرات أخرى منذ ديسمبر 2022، وكانت ضربتنا الأخيرة أكثر من مرتين عندما أدخلت الطاقة. هذا يعطيك فكرة عن التقدم الذي نحن نحققه. لكن لنكن واضحين، لا يزال هناك الكثير لفعله. ”
لتشغيل محطة توليد الطاقة، قالت Ma أن الطاقة المنتجة مقارنة بالطاقة التي دخلت لا تزال بحاجة إلى التحسن “بمعامل من ثمانية.” يختلف الاندماج عن الانشطار، الذي هو كيفية إنتاج الطاقة في مفاعل النووي الحالي. الانشطار يقسم الذرات، بينما الاندماج يجمع بينها – وهو عملية تستهلك عادةً المزيد من الطاقة مما تولد. الهدف هو تسخين الغاز الهيدروجيني إلى أكثر من 100 مليون درجة مئوية حتى تتحد الذرات بدلاً من الانكماش من بعضها البعض.
إذا تحقق النجاح، فسيعني توليد 10 ملايين مرة أكثر طاقة من تفاعل كيميائي نموذجي، مثل حرق الوقود الأحفوري، وقد حدث دون انبعاثات الكربون أو التخلص من النفايات الإشعاعية عالية المستوى. “يعمل بعض الهيئات بجد نحو محطة تجريبية الآن، والتي قد تُوصل الكهرباء إلى الشبكة”، تقول Diana Grandas، محلل طاقة الاندماج في معهد الطاقة الكهربائية. “ولكن قد لا تعمل سوى لعدد معين من الساعات أو تطلق عددًا معينًا من الميغاوات.”
هل هو اقتصاديا ممكن؟
لقد كانت Microsoft مهتمة بالاندماج النووي منذ فترة طويلة. لقد دعمت TAE Technologies، الذي يستخدم خوارزميات Google لتشكيل البلازما بشكل أفضل في نواة التكنولوجيا الاندماجية. في الوقت نفسه، برنامج الاندماج الخاص بـ Lockheed Martin’s Skunk Works هو مشروع آخر يمتلكه بشكل خاص. مشروعه أصغر، لكن الشركة تقول إنها يمكنها التعامل مع درجات حرارة تصل إلى مئات الملايين من الدرجات.
الأكثر شهرة هو ITER، أو المشروع الدولي للاندماج النووي: إنه شراكة بين دول الاتحاد الأوروبي، والولايات المتحدة، وروسيا، والصين، والهند، وكوريا الجنوبية، لتنفيذ مشروع تجريبي للاندماج في فرنسا. تمضي العديد من المليارات في تلك البحوث والتطوير. تقوم Oak Ridge National Laboratory أيضا بالبحث ومحاولة التعرف على كيفية الحفاظ على درجات حرارة المفاعل منخفضة بينما تستمر التفاعلات النووية في البلازما الساخن.
ولكن السؤال المركزي هو هل يمكن أن ينتج العملية ما يكفي من الحرارة لجذب تلك الذرات بشكل دائم. إذا حدث ذلك، هل يمكن تجاريتها؟ يحذر John Holdren، مستشار البيت الأبيض السابق، من التفاؤل الزائد، مشيرا إلى أنه يغذي الاعتقاد العام بأن المعجزات التكنولوجية ستنقذنا من تغير المناخ، مما يعطينا سببًا لتجنب قطع غاز ثاني أكسيد الكربون الآن.
